Lý thuyết Vật lý 12 Bài 7. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Lý thuyết Vật Lý 12 Bài 7. Sóng cơ và sự lan truyền của chúng

I. Sóng cơ học

1. Thử nghiệm

Một thanh rung, cấu tạo bởi một thanh thép mảnh, đàn hồi, một đầu được kẹp bằng vise, đầu còn lại gắn đinh S. Bên dưới thanh rung là một chậu nước lớn.

– Đặt cần rung cho đầu chữ S cao hơn mặt nước. Gõ nhẹ thanh rung nhưng đầu S không chạm vào nước, mảnh nút chai nhỏ ở M bất động.

– Hạ thanh rung xuống, cho đầu S vừa chạm mặt nước tại O. Lại gõ nhẹ cho thanh rung, ta thấy sau một thời gian ngắn, miếng nút chai cũng dao động điều hòa.

Vậy, dao động từ O truyền qua mặt nước đến M. Ta nói, trên mặt nước có sóng và O là nguồn của sóng.

2. Định nghĩa

Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường.

3. Sóng ngang

Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

4. Sóng dọc

Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương song song với phương truyền sóng.

II. Đặc điểm của sóng hình sin

1. Sự lan truyền của sóng hình sin

Dùng một sợi dây mềm, dài, căng ngang, đầu Q gắn vào tường, đầu P gắn vào thanh rung tần số thấp mà ta không vẽ ở hình a. Cho thanh dao động làm điểm P của dây dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trên dây xuất hiện một sóng có dạng sin truyền về đầu Q gọi là sóng sin. Biểu diễn hình dạng của chuỗi tại các thời điểm:

Trong đó T là chu kỳ dao động của P.

Sau thời gian T, dao động của điểm P đã truyền đến điểm P_{Đầu tiên}ở khoảng cách từ P: PP_{Đầu tiên} = = vT và P_{Đầu tiên} bắt đầu dao động hoàn toàn giống P. Dao động từ P_{Đầu tiên} tiếp tục truyền xa hơn nên dây có dạng một đường hình sin, có các đỉnh không cố định mà chuyển động theo phương truyền sóng với vận tốc v.

2. Đặc điểm của sóng hình sin

a) Biên độ A của sóng: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường mà sóng truyền qua.

b) Chu kỳ T (hoặc tần số) của sóng: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường mà sóng truyền qua.

gọi là tần số của sóng.

c) Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ truyền dao động trong môi trường. Với mỗi môi trường, tốc độ sóng v có giá trị không đổi.

d) Bước sóng λ: là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì.

Hai hạt cách nhau một bước sóng thì dao động ngược pha với nhau.

e) Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua.

III. Phương trình sóng

Phương trình của một sóng sin truyền dọc theo trục x:

bạn ở đâu_{Hoa Kỳ} là li độ tại điểm M có tọa độ x tại thời điểm t.

xem thêm Bài tập Vật lý 12 Lời giải: Bài 7. Sóng cơ và sự lan truyền của chúng

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12, Vật lý 12